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1 、概述

頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后而發(fā)展起來(lái)的一種地下管道施工方法，因?yàn)樗恍栝_(kāi)挖面層就能夠穿越公路、鐵道、河川、地下建筑物以及各種地下管線(xiàn)等。近10年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市化進(jìn)程的加速和下水道普及率的提高以及舊城區(qū)的改造，頂管施工得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

2、原因及預(yù)防方法

2.1 水文、地質(zhì)情況

施工單位對(duì)于頂管所在位置的水文、地質(zhì)情況必須在施工前就應(yīng)十分清楚，并應(yīng)采取相應(yīng)的措施。如果在頂進(jìn)中管位處于地下水位以?xún)?nèi)，而未采取降水措施，或在頂進(jìn)中遇到了淺層滯水，土質(zhì)變軟，百節(jié)管會(huì)十分容易下扎，導(dǎo)致管道偏差加大。頂管施工時(shí)采用降水的方法有管內(nèi)明排水，管外排水，但當(dāng)水位很高時(shí)，這些方法不能解決問(wèn)題，壓縮空氣排水法則成為頂管施工的有效方法。如果碰到淤泥質(zhì)土層，應(yīng)考慮在頂進(jìn)前從地面或管內(nèi)在頂進(jìn)前方的土壤中，注入水泥漿或水玻璃漿液進(jìn)行地基的加固。

2.2 工作坑

頂管施工中的步就是根據(jù)已經(jīng)確定好的方案進(jìn)行工作坑的施工及頂管設(shè)備的安裝。這一步的好壞直接影響百節(jié)管是否順著設(shè)計(jì)方向前進(jìn)，如果不符合要求，即使超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)不多、也會(huì)引起繼續(xù)頂進(jìn)管道產(chǎn)生積累誤差而難于糾正。因此對(duì)由此可能產(chǎn)生的偏差應(yīng)予以足夠的重視。

如果工作坑在安裝時(shí)后背壁面不垂直、或后背土質(zhì)密實(shí)不均勻，都會(huì)使頂力偏移而使管節(jié)前進(jìn)方向或高程出現(xiàn)問(wèn)題。因此頂管工作坑后背必須按設(shè)計(jì)的頂力進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算，保證整個(gè)后背有一定的剛度和足夠的強(qiáng)度。后背在安裝時(shí)，要注意原狀壁面不得擾動(dòng)，土壁面必須平整，且垂直管道的中心軸線(xiàn)，并且應(yīng)根據(jù)施工環(huán)境、材料的供應(yīng)條件、設(shè)備條件選擇相適宜的后背形式?？晒┻x擇的后背有原土后背、人工后背(鋼板校及排管后背)、方土后背和管道式后背。

2.3 導(dǎo)軌

導(dǎo)軌是頂進(jìn)中的導(dǎo)向設(shè)備，其安裝質(zhì)量對(duì)管道的頂進(jìn)質(zhì)量影響極大，在施工中常會(huì)因?yàn)閷?dǎo)軌中心偏差大于3cm、兩導(dǎo)軌的高程不一致、安裝不穩(wěn)固或?qū)к壉旧聿恢表?、?dǎo)軌縱坡與設(shè)計(jì)坡度不符合、導(dǎo)軌基礎(chǔ)不夠牢固等原因加大偏差。所以導(dǎo)軌在安裝中需要反復(fù)標(biāo)測(cè)，使導(dǎo)軌中線(xiàn)、高程、軌距和坡度均符合設(shè)計(jì)要求。導(dǎo)軌面也要光滑，安裝牢固，并根據(jù)工作坑槽底土基的土類(lèi)、管節(jié)重量及有無(wú)地下水等條件，采取一定的措施來(lái)保證導(dǎo)軌不發(fā)生任何沉降變形。

2.4 挖土操作

在頂進(jìn)過(guò)程中，為了減少管道外壁與管周?chē)翆又g的摩擦阻力，使管道易于頂進(jìn)，施工時(shí)采用人工或機(jī)械挖土，即掏挖管前的泥土。在施工中有時(shí)遇到較好挖的土層而造成超挖，或本身由于糾偏挖土，但是挖土卻過(guò)分的不均勻，這些都會(huì)引起頂管的較大偏差，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)l(fā)生地面陷落，造成安全事故。如果頂進(jìn)施工中采用人工挖土，必須按規(guī)定來(lái)進(jìn)行操作：管前允許超前掏挖30cm(砂土、粉砂)至50cm(粘土、亞粘土)，管周下135°范圍的土層一般情況不得超過(guò)管外皮，管周上225°范圍的土層允許超出管外皮1.5cm，嚴(yán)禁超挖；當(dāng)穿越鐵路或建筑物時(shí)，管前掏土不得大于10cm，管周上225°范圍不得超過(guò)管外皮。

在一次施工過(guò)程中，有一段長(zhǎng)80 m、管徑為1000mm污水頂管，頂進(jìn)過(guò)程中開(kāi)挖面直徑大小與管子內(nèi)徑基本一致。熟練的工人在挖土?xí)r隨時(shí)掌握土質(zhì)情況，遇硬質(zhì)土質(zhì)時(shí)，將開(kāi)挖面擴(kuò)大到與管子外徑相同。當(dāng)管道發(fā)生小方向偏差時(shí)，采取了相應(yīng)的方法進(jìn)行糾偏，即向左偏時(shí)，單向右側(cè)千斤頂，管前左側(cè)欠挖，右側(cè)超3—5cm；向右偏時(shí)，與左偏相反；向上抬頭，管前上部欠挖，下部130°范圍內(nèi)超挖2—3cm；向下低頭時(shí)，管前上部180°范圍內(nèi)超挖3—4cm，下部欠挖；如低頭嚴(yán)重，在管前加墊抬高板。施工中采用這些措施后，效果非常好，符合設(shè)計(jì)要求。

2.5 測(cè)量

在頂管施工中時(shí)時(shí)刻刻都離不開(kāi)測(cè)量，測(cè)量所起的作用也就是及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道在頂進(jìn)過(guò)程中所發(fā)生的偏差，并根據(jù)測(cè)量的結(jié)果來(lái)分析偏差產(chǎn)生的原因和發(fā)展趨勢(shì)，確定糾偏的措施。但施工中也會(huì)由于測(cè)量的誤差和測(cè)量的不及時(shí)導(dǎo)致偏差過(guò)大?？赡馨l(fā)生的情況有：工作坑內(nèi)后視方向有誤差而沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，或坑內(nèi)引入水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)高未經(jīng)復(fù)測(cè)就直接使用而存在誤差，另外就是不能堅(jiān)持在頂進(jìn)過(guò)程中校規(guī)定頻率測(cè)量而累積的誤差。

由地面臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)引入到坑內(nèi)時(shí)，要把坑內(nèi)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)放在便于保護(hù)、不易遭到破壞的地方，并且坑內(nèi)應(yīng)設(shè)置兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)便于閉合。還要對(duì)水準(zhǔn)點(diǎn)及后視方向樁經(jīng)常復(fù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正。在頂進(jìn)施工過(guò)程中，要嚴(yán)格認(rèn)真地執(zhí)行校測(cè)制度和交接班制度，控制頂進(jìn)中心和高程，及時(shí)校測(cè)、糾偏，做到勤頂勤測(cè)，并做好記錄。在實(shí)際操作中，當(dāng)采用手工掘進(jìn)時(shí)，工具管進(jìn)入土層過(guò)程中，每頂進(jìn)30cm，測(cè)量不應(yīng)少于1次；管道進(jìn)入土層后正常頂進(jìn)時(shí)，每頂進(jìn)50 cm，測(cè)量1次，在糾偏過(guò)程中更應(yīng)該增加測(cè)量次數(shù)。測(cè)量時(shí)應(yīng)把偏差控制在允許范圍內(nèi)，具體可參考表1。

在施工名商路口雨水箱涵時(shí)，其中有一段長(zhǎng)50m、管徑3000 mm的頂管。施工時(shí)采用激光測(cè)量?jī)x器，使激光束位于管道中心，并且符合設(shè)計(jì)坡度，當(dāng)頂進(jìn)一段距離后，測(cè)量激光束與管子內(nèi)壁的相對(duì)關(guān)系，測(cè)出施工中管道的高程及中心偏差。隨著頂進(jìn)距離的增加，定期校核激光束的位置，使管子始終沿著設(shè)計(jì)方向前進(jìn)。在整個(gè)施工過(guò)程中，充分利用測(cè)量來(lái)控制偏差，使之保持在允許偏差之內(nèi)。

表1 項(xiàng)進(jìn)管道允許偏差 mm

3、結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際頂管施工中，施工前對(duì)可能產(chǎn)生偏差的原因要做到心中有數(shù)，施工中通過(guò)使用相應(yīng)的預(yù)防方法進(jìn)行偏差的控制，出現(xiàn)小的偏差及時(shí)糾正，使工程質(zhì)量符合要求，最終才能取得良好的效果。實(shí)踐證明，以上方法在施工中非常實(shí)用有效且方便可行。